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1、墻體材料傳熱系數(shù)測(cè)定試驗(yàn),組員：,.試驗(yàn)主要步驟, 實(shí)驗(yàn)要求 試驗(yàn)原理 試驗(yàn)器材選擇 試驗(yàn)步驟 試驗(yàn)注意事項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格及處理 試驗(yàn)誤差分析 試驗(yàn)改進(jìn)建議 項(xiàng)目設(shè)計(jì)中遇到的問題以及參考答案,2.試驗(yàn)原理,經(jīng)過組內(nèi)成員討論和查閱資料，我組選擇熱箱法測(cè)量墻體材料傳熱系數(shù)。 熱箱法是基于一維穩(wěn)態(tài)傳熱的原理，在試件兩側(cè)的箱體（熱箱和冷箱）內(nèi)，分別建立所需的溫度、風(fēng)速和輻射條件，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，測(cè)量空氣溫度、試件和箱體內(nèi)壁的表面溫度及輸入到計(jì)量箱的功率，就可以根據(jù)公式（1）計(jì)算出試件的熱傳遞性質(zhì)傳熱系數(shù)K。公式如下：,其中：K 為傳熱系數(shù)， W/(m2.K)； Qp 為加熱器熱功率；w Q1 為

2、通過試件熱流，W； Q2 為試件不平衡熱流；w Q3 為箱避熱流；w A 為熱箱開口面積，m2； Ti 熱箱空氣溫度，K或； Te 冷箱空氣溫度，K或。,,試驗(yàn)構(gòu)造簡(jiǎn)圖,,,,3.試驗(yàn)器材選擇,計(jì)量箱，防護(hù)箱，冷箱；半導(dǎo)體熱傳感器，試件，加熱器，熱箱導(dǎo)流板；,4.試驗(yàn)步驟,1）如圖一安裝好試驗(yàn)裝置 2）檢查試驗(yàn)裝置是否安裝正確，結(jié)合是否嚴(yán)實(shí)； 3）記下熱箱和冷箱的起始空氣溫度Ti。；Te。； 4）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行標(biāo)定，得出Q2;Q3大致范圍； 5）打開電源開關(guān)，打開加熱器加熱，令其加熱5分鐘 （300S）關(guān)閉加熱開關(guān)（由于傳熱時(shí)效，可令其熱箱溫度升到最高點(diǎn)在記錄，得出熱箱和冷箱的兩側(cè)溫度

3、）按其公式 Q=K*（t1 t2)*A ; Q2+Q3=QpQ 6）令其加熱功率P=P*300；（P為每秒功率 J/S);,太多字，不想看(),,7）拆下標(biāo)件安裝上需測(cè)試試件，如果認(rèn)為其拆除與安裝時(shí)熱箱和冷箱壁面均無熱流損失，安裝好經(jīng)檢查確認(rèn)后記下此時(shí)兩側(cè)溫度； 傳熱過程示意圖 8）打開加熱開關(guān)，同樣加熱5分鐘，暫停加熱小會(huì)等其熱箱溫度升到最高，記下兩側(cè)溫度，同時(shí)迅速打開加熱開關(guān)加熱； 9）重復(fù)上述8）步驟，記錄10組數(shù)據(jù)， 10）關(guān)閉電源，試驗(yàn)裝置拆除。 11）整理裝置。 12）試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)記錄表格,全是又長又臭的文字。。。。。,。。。。。。。不怪我,6本試驗(yàn)注意事項(xiàng),試驗(yàn)裝置安裝準(zhǔn)確嚴(yán)

4、密， 試驗(yàn)材料面積不能過小，至少要滿足建立穩(wěn)態(tài)的幾何條件即長寬與厚度比大于20 加熱器不推薦用粗糙簡(jiǎn)單的電熱絲直接對(duì)空氣加熱，因?yàn)檫@樣會(huì)導(dǎo)致空氣升溫較為緩慢，導(dǎo)致熱損失增大，且會(huì)較大影響穩(wěn)態(tài)建立時(shí)間 試驗(yàn)時(shí)候，最好保持室內(nèi)處于無風(fēng)狀態(tài)，室內(nèi)風(fēng)速過大，會(huì)較大的引起熱損失，造成較大誤差,8試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差分析,系統(tǒng)誤差 從試驗(yàn)構(gòu)造簡(jiǎn)易圖以及（1）式可知，該過程為模擬一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程來測(cè)量傳熱系數(shù)K；在計(jì)算中，電加熱器產(chǎn)生的熱量傳遞主要有通過墻體材料的傳熱，以及少量通過熱箱以及墻體傳遞到空氣中去，這部分是被忽略的，因而實(shí)際Q是偏大的，當(dāng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)間越久，該影響將越來越明顯。 因?yàn)閴w材料本身傳熱系數(shù)很差

5、，因此短時(shí)間內(nèi)溫度變化極小，同時(shí)又因?yàn)榭諝鈱?duì)流換熱系數(shù)較小，因而對(duì)溫度傳感器精度要求高，當(dāng)精度不滿足要求，造成K值偏小。 隨著試驗(yàn)進(jìn)行，熱箱溫度升高，壓強(qiáng)隨之增大，裝置整體通過空氣傳質(zhì)帶走的熱量也會(huì)隨之增大,,導(dǎo)熱流板不能與試件接觸，否則會(huì)使熱流密度增大很多，同時(shí)導(dǎo)熱流板不宜過厚過多，（如果加熱器本身換熱效果已經(jīng)十分優(yōu)秀，可以不使用）使用它的目的是為了使熱箱溫度場(chǎng)均勻，不致局部熱流過大。 計(jì)量箱與防護(hù)箱的溫差不宜超過5K，如果超過這個(gè)溫度，可以適當(dāng)減少防護(hù)箱的加熱功率 墻體材料本身如果有孔隙，這會(huì)極大改變K的值 因此實(shí)驗(yàn)前必須注意孔隙是否為材料本身所有還是因加工藝或其他原因引起的,9總結(jié)試驗(yàn),

6、試驗(yàn)改進(jìn)建議： 1）增加熱感器測(cè)量精度，明顯在本實(shí)驗(yàn)中，主要誤差來源之一便是溫差的測(cè)定，而墻體材料本身熱敏極差，如果能提高熱傳感器精度，無疑能極大減少誤差,還差一點(diǎn)點(diǎn)，，求堅(jiān)持。。。(） ,,墻體材料的K值影響較大來源于墻體的含濕量，水的比熱容和導(dǎo)熱率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于墻體材料，所以當(dāng)實(shí)驗(yàn)誤差很明顯時(shí)，看看試件是否受潮，如果有，可以進(jìn)行干燥處理,,2）在本試驗(yàn)中，完全沒有考慮空氣本身含濕量，可以證明，由于水的Cp遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣，若空氣含濕量太高，明顯將增大空氣H值，有必要可以對(duì)空氣進(jìn)行干燥;如果該實(shí)驗(yàn)在潮濕天氣進(jìn)行，影響將更為明顯,,3）冷箱保溫考慮，從實(shí)驗(yàn)中看到，兩側(cè)的溫差測(cè)定依賴于冷箱的測(cè)定，從墻體

7、材料傳遞過來的熱量通過空氣對(duì)流傳遞到空氣中，實(shí)際上冷箱的溫度應(yīng)為墻體材料與空氣換熱的結(jié)果，如果在墻體材料冷箱面加裝保溫材料，明顯可以使溫度反應(yīng)更為準(zhǔn)確。 4）空氣熱性問題，從實(shí)驗(yàn)過程可以看到，隨著試驗(yàn)進(jìn)行熱箱溫度持續(xù)升高，而體積保持不變，則壓力升高，與外界空氣形成壓差，者不可避免會(huì)使空氣與外界產(chǎn)生對(duì)流換熱，導(dǎo)致Q值偏小,10.項(xiàng)目設(shè)計(jì)遇到的問題,1. 測(cè)量方法的選擇 2. 熱箱安裝步驟 3. 變量控制 4. K值本身為常數(shù)還是受環(huán)境變量影響,終于到了最后的最后()。。。,1. 測(cè)量方法的選擇,K傳熱系數(shù)的測(cè)定一直較少，主要是其K受對(duì)流傳熱系數(shù)影響，故而不好測(cè)定，查閱資料可知，熱箱法為比較成熟的

8、熱工測(cè)量方法，且有少部分用于測(cè)量K，故選擇熱箱法,2 熱箱安裝步驟,具體參看熱箱使用說明書。不同的廠家生產(chǎn)的熱箱構(gòu)造基本一樣，但有些同時(shí)還會(huì)附有數(shù)據(jù)記錄儀器和處理打印等功能。,3 變量控制,由公式式一知道，K主要取決Q以及溫度，那么Q的改變顯然會(huì)改變單位時(shí)間溫差，所以選擇哪一個(gè)作為常量，哪一個(gè)為變量，或者雙變量才能使得試驗(yàn)簡(jiǎn)單更具有操作性和可行性便很值得思考，經(jīng)過一系列方案選擇淘汰，最終以Q作為常量，溫度為變量,K為常數(shù)還是受環(huán)境變量影響,由1/K=1/h1+1/h2+R 知道，K主要受材料的熱物性以及對(duì)流傳熱系數(shù)影響，而對(duì)流傳熱系數(shù)受流體種類，流速，壓強(qiáng)，熱物性，相態(tài)影響，因而知道K本身會(huì)隨周圍傳熱介質(zhì)變化而變化。典型的例子便是某一材料放在空氣中遠(yuǎn)比放在水中降溫慢。風(fēng)速大降溫快，風(fēng)速慢降溫慢。,數(shù)據(jù)記錄表格,初始數(shù)據(jù),謝謝觀看,如果你對(duì)這試驗(yàn)還有不同的想法，可以E-mail到我 感謝對(duì)這試驗(yàn)給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué),傳熱過程示意圖,,